SELECClOll DE Pl¿OCEDll\1lEllCOS DE SEPt4l¿t4ClOll C~-Pb

PO\¿ t~LOCt4CIOll Y OPCil\1lZt4Cl0ll ECO\lOl\1lCA

INTRODUCCION

Por: J. Zegarr:a y C. Pére:a: - (Centromín­Perú)

En concentración de minerales _por flotación es la separa­ción Cu-Pb una etapa comúnmente aplicada a los concentrado~! llamados "Bulk Cu-Pb" de cuyo éxito depende la factibiUdad de comercializar los productos, así como la utilidad adicional a ser obtenida.

En este trabajo se presenta un procedimiento apropiado para la selección de los procesos a ser utilizados y para la optimación económica de tan importante fase de la concentro­ción de sulfuros. Se incluyen los análisis mineralógicos previos necesarios para la definición del procedimiento incluyendo la determinación de la preparación requerida para el eficiente tratamiento subsecuente para lo cual se considera recomendable uitili<l:ar un separador magnético de alta intensidad en seco: Frantz lsodynamic.

Luego se presenta un análisis de los procedimientos exiB­tentes y sus campos de aplicación y finalmente se realiza la optimización éconómica del procedimiento.

A través de años de experimentación se ha podido observar diferentes problemas en la separación Cu-Pb a partir de concentra­dos bulk de sulfuros, por lo que se ha con­siderado conveniente presentar una revisión de éstas con la esperanza que sea de alguna utilidad en la resolución de problemas simi­lares en otras zonas de nuestro país.

Existen dos factores que definen la apli­cabilidad -de los procesos que son los que en mayor o menor grado afectan la eficiencia de separación.

Composición y características minera­lógicas. Condiciones a .las que se somete el producto desde su extracción de la mi­na hasta la producción del llamado

-- bulk de Cu-Pb.

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Para su determinación se poseen dife­rentes métodos, los cuales son principalmen­te prácticos/empíricos y que someten a las muestras a examenes detallados, de este gru­po se ha seleccionado a la separación mag­nética de alta intensidad en seco como el más apropiado y se le analiza en detalle, em­pleándose para asesoramiento ensayes quí­micos y examen microscópico de las frac­ciones tanto magnéticas como no magnéti­cas, clasificadas previamente por tamaños.

La evaluación de los resultados se reali­za por medio de las llamadas curvas de se­lectividad que son fundamentalmente rela.­ciones .de la recuperación del valor deseado contra el desplazamiento de la/las impure­zas a ser eliminadas, este procedimiento es utilizable no sólo en el estudio mineralógi­co sino en la evaluación del mismo proceso.

Basados en lo anterior se selecciona el proceso/procesos que deberán ser aplicados /estudiados para la obtención de la separa­ción Cu-Pb por flotación, se presentan las características mas importantes de los mis­mos, incluyéndose resultados obtenidos en di­ferentes concentrados bulk que son produci­dos en nuestro País,

Es innegable que toda instalación adicio­nal debe ser económicamente rentable, más aún operar aproximadamente en el óptimo económico esto es factible de ser realizado mediante la preparación de relaciones empÍ· ricas obtenidas de datos de pruebas a escala de laboratorio primeramente, piloto después y finalmente de los datos de operación, un ejemplo práctico se incluye.

Este estudio considera siempre posible la realización de la separación Cu-Pb directa (a partir del mineral originalmente), lo cual se analiza brevemente en otro trabajo.

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TRABAJO DE LABORATORIO Y ANALISIS DE PROPIEDADES DE LOS PROCEDIMIEN­TOS DE SEPARACION Cu-Pb

1 . Estudios Mineralógicos

Inicialmente y con muestras del concen­trado Bulk clasificadas por tamaños es po­sible realizar la determinación mineralógica cuantitativa del concentrado, pudiéndose uti­lizar: examen microscópico complementado con análisis químicos·, microscopía cuantita­tiva solamente con el uso de equipo automa­tice, una vez determinada la existencia física de fases independientes de minerales de co­bre y plomo, es posible establecer aproxima­damente el grado de liberación/asociación entre los diferentes constituyentes mediante la microscopia cuantitativa cuya realización es tediosa· y lenta.

Como alternativa se propone la utiliza­ción del separador magnéticO' de alta· inten­sidad Frantz que permite separar los dife­rentes sulfuros, para tal fin Spedden y Gau­

din1 prepararon un gráfico que a continua­ción se presenta.

---· __ .. _ ·-~ -·--- ....... ·- ----......... .. ................... -.................. .

Fig. NI' 1 - Separación de sulfuros em­pleando el separador magnético Frantz, pre­i>arado por A. Gaudin y H. Spedden.

Este requiere de algunas correcciones sobre todo en lo referente a la separación de pirita/galena, lo cual es en el gráfico no realizable sin embargo esto es posible utili­zando inclinación lateral en el equipo entre 1.0 a 0.5".

Con el fin de ilustrar su aplicabilidad a continuación se presentan los resultados ob­tenidos con dos concentrados Bulk, uno de ellos en el que es factible la separación Cu­Pb y otro en el que no:

Concentrado Bulk A - Fracción - 270 +

to de fracciones fue posible observar un in­cremento en la recuperación de Pb en los no magnéticos conforme se reducía el tamaño r:le partículas.

tn la muestra B, los minerales de plomo (galena mayormente) presentan alta suscep­tibilidad magnética por su asociación a esfa­leritaYpirrotita, lo cual es confirmada poste­riormente mediante el examen microscópico de los productos.

325 mallas

% Ensayes, % Distribución, % Producto Peso Cu Pb Zn Fe Cu Pb Zn Fe

Maga 0.75 Amp. 7.6 16.9 5.0 4.6 12.0 10.9 1.3 8.7 5.7 a 1.55 A-159 19.5 30.0 3.8 5.4 154 49.5 2.6 26.2 18.7 a 1.55 A- 2° 29.1 13.2 11 .3 5.9 22.7 32.5 11.7 42.8 41.2 a 1.55 A-0.59 8.8 3.8 10.0 2.8 33.8 2.8 3.1 6.2 18.5

No Magnético 35.0 1.44 65.6 1.85 7.3 4.3 81.3 16.1 15.9

TOTAL 100.0 11.8 28.2 4.0 16.1 100.0 100.0 100.0 100.0

Concen-trado Bulk B - Fracción - 325 + 400 mallas

% Ensayes, % Disl ribución, % Producto Peso Cu Pb

Mag 0.25 Amp. 1.9 9.8 10.6 0.25 Amp. 13.0 14.9 7.6 0.75 Amp. 44.2 15.9 7.6 1.55 A-159 39.0 17.1 6.4

No Magnético 1.9 14.5 4.8

TOTAL 100.0 14.8 7.1

Del examen directo de estos resultados ya es posible deducir la asociación de mine­rales, en el caso de la muestra A fué posi­ble obtener un producto nomagnético conte­niendo 65.6% Pb representando el 81.3% del total contenido en la fracción, en el res-

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Zn Fe Cu Pb Zn Fe

i 3.2 28.4 1.3 2.8 1.6 5.1 274 13.8 13.1 13.8 22.5 17.0 24.2 14.6 38.8 47.1 19.8 18.D 22.1 15.2 45.0 35.0 54.4 56.2 14.2 20.6 1.8 1.3 1.7 3.7

15.8 10.5 100 100 100 100

La selectividad medida con el procedi­miento gráfico delineado anteriormente se muestra en la Fig. N<? 2 donde se plotean los resultados obtenidos con las fracciones -150 + 200 mallas mostrándose la relación de recuperación acumulativa de Cu-Pb en el

Fig. N9 2 Relaciones entre recuperacio­nes acumulativas de Cu. Fe y Zn con Pb de las fracciones -150 + 200 mallas, obteni­das de las muestras de concentrado A y B por separación magnética.

caso de la muestra A y las de Cu-Pb, Fe-Pb y Zn-Pb en el caso del concentrado B.

Es remarcable el grado de asociación de los minerales de plomo a los de zinc, cobre y fierro en el concentrado B, nótese que la relación Zn-Pb virtualmente sigue la línea de selectividad O, por su asociación a esfalerita­marmatita (minerales de mayor susceptibili­dad), la propiedad de la curva Cu-Pb es in­versa a la obtenible bajo condiciones apro­piadas de liberación (concentrado Al.

Examen Mici'O$cópico

Con el fin de determinar físicamente .las asociaciones y sus tipos presentes en los pro­ductos de separación magnética se prepara­ron muestras de las diferentes fracciones mag­néticas previamente clasificadas por tamaños, incluyendo la - 325 + 400 mallas (fracción en la cual el proceso de separación magnéti-ca en el Frantz es aún eficiente). ·

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Estas muestras montadas en briquetas y pulidas fuero·;, estudiadas cualitativamente bajo el microscopio polarizante y los resulta­dos obtenidos se ilustran con las Fig. N9 3 a 8, las cuales corresponden a la fracción -1 50 + 200 mallas de ambos concentrados, pudiéndose apreciar/confirmar el alto grado de asociación de los minerales de plomo a los de zinc, en la muestra de Cene. B más im­portante fue la asociación de valores: chalco­pirita, galena, esfalerita alrededor de silica­tos, lo cual le da la propiedad de flotar en el concentrado bulk original. Indudablemen­te intentar una separación Cu-Pb en estos ca­sos, sin una apropiada preparación previa, no reportaría resultados satisfactorios.

El caso de la muestra A, es completamen­te opuesto al anterior ya que es apreciable un alto grado de liberación de la galena, ten­diendo a mejorar las fracciones finas, lo cual indica que incrementando la fineza de mo­lienda es posible lograr mejores resultados, el contenido de esfalerita es bastante bajo y su desplazamiento es producido por asocia­ción a minerales de plomo y cobre, en este último caso se presenta como exsolutión de chalcopirita en esfalerita En la fracción mag­nética a 1 .55 Amp y con inclinación de 0.59 fué posible apreciar una alta cantidad de pi­rita liberada cuyo desplazamiento al concen­trado bulk podría ser controlado aparente­mente mediante un apropiado control en la dosificación de reactivos depresores. Los mi­nerales de cobre: chalcopirita principalmen­te y en menor proporción cobres grises se encontraron liberados en la mayoría de los casos permitiendo una alta recuperación en concentrado de· ley aceptable.

Es conveniente indicar que es factor im­portante en la toma de decisión la variabili­dad de las características del producto, en muchos casos han sido notables los cambios reportados en grados de asociación. Los da­tos mostrados son solo una parte del estudio total necesario.

Car•cterísticas Microscópicas de los productos de SeJNración Ma¡nética obtenido. a pattir de la fr• cción - 150 + 200 mallas efe los coa centrádos Cu-Pb A y l.

CONCENTRADO A

Fig . NC? 3 - (500 x), Galena liberada prin ­cipalmente, reportada en la fracción No Mag­nética del concentrado A.

Fig. NC? 4 - (500 x), Pirita aparentemente liberada y que se observa en la fracción mag­nética a 1.55 N~ y con incli nación de 29.

2 1

Fig . NC? 5 - (500 x), Partículas de chalco­pirita liberadas presentes en la f racción mag­nética a 1.55 Amp. y 159, lo cual permitiría la obtención de altos grados de cor¡centrados de Cu.

CONCENTRADO B

Fig. N9 6 - (500 x l, Asociación de esfale­rita a galena detectada en la fracción mag­nética a 0.50 Amp. de difícil liberación por las diferencias en dureza entre ambos mine­rales y la forma de asociación.

CONCENTRADO B

Fig . N'? 7 - (500 x), Cristales de galena asociados a silicatos junto con chalcopirita y pirita además la esfalerita presenta exsolu­ción de chalcopirita, presente en la fracción magnética a 0.50 Amp.

2. Propied¡ades de los Prcx:esos de Separación Cu-Pb por flotación

Paralelamente a las características mine­ralógicas es necesario poseer un conocí mien­to detallado de los procesos de separación Cu-Pb, no solo en lo concerniente a los mi­nerales ¿-e cobre y plomo solamente sino frente a todos los constituyentes del produc~

to . En este trabajo se trata en forma muy ge­

neral de las propiedades de algunos de los p·rocesos mas comunmente utiiizados y aque­llos que presentan un potencial atractivo, es­tos pueden ser clasificados de acuerdo el mi­neral que va a ser deprimido en:

2. 1 Depresión de Minerales de Cobre y 2. 2 Depresión de los Minerales de Plomo.

Esta clasificación fué originalmente ana­lizada por Me Quinston2 y confirmada plena­mente en estudios posteriores en los cuales se demuestra que la flotación selectiva de mi ­nerales incluye' un factor de probabilidad, fo ·

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Fig . N'? 8 - (500 x), Asociación de galena a chalcopirita presenta en .la fracci ón magné­tica a 0.75 Amp.

cual ocas·iona un mayor o menor desplaza­miento de impurezas indeseables de acuerdo a la mayor o menor proporción del mineral:/ minerales a ser colectados en las espumas.

Obvio es que el primer factor a ser consi­derado es la relaciól") en peso de los mine.r~.: ,fes de cobre a los de plomo, lo cual permitiría tener una idea preliminar sobre el proceso de separación a ser utilizado (clasificación pro­puesta), sin embargo este factor tiene -que ser corregido por los pesos de los minerales que adicionalmente se presentan así como de su asociación y de acuerdo a las característi­cas depresoras del reactivo/ reactivos seleccio­nados.

Es decir, a manera de ilustración, sumar a los contenidos de minerales de cobre, los de esfalerita pirita en ·el caso de usar el pro­cedimiento de depresión con NaCN/ ZnOx, o sumar a la galena los contenidos de pirita, esfalerita en el caso de usar dicromato, 502 o NaHS03, todos estos modificados de acuerdo al tipo de asociación, caso muy común en

nuestras menas es el alto grado, de asociación de plomo a esfalerita y que en ·algunos casos obliga a utilizar depresión· de plomo a pesar de la ·baja proporción de galena en el. pro­ducto, que de. otra forma nos produciría uno de. los productos d'e baja aceptabilidad en el mercado:

Dezincado_previo a la separación es en al­gunos casos una proposición ventajosa siem­pre y·cuando se obtenga la liberación o de­activación previa.

2. 1 Depresión de Miner~nles de Cobre

Existen pocos reac_tivos depresores . para minerales de cobre, principalmente se basan en el uso de NaCN tanto puro como en mez­clas con Zn504 o con ZnOx adicionalmente se puede utilizar las mezclas en mención con CaO, sulfato de amonio, etc.· Otros procedi­mientos son el empleo' de permanganatos y tiourea: De est~s procedimientos se dan al­gunas de sus características más importantes:

2. 1 . 1 Empleo de N<1CN y Compuestos Derivados.

Hay una gran variedad. de posibles com­binaciones para la utilización de este pro­cedimiento . que van desde depresión con. NaCN solamente hasta el uso de una etapa previa de desorpción, cuya selección, .ade­más de lo anteriqrmente mostrado, depende de la presencia de ~inerales secundarios de cobre (chalcocita, covelita)· o minerales de Ag yi/o Au, y del tratamiento previo durante la obtención del concentrado bulk.

Trabajos sobre estudios en este ·campo· han sido presentado en algunas referencias (Ver ref. 3, 4 y 5), d_e ·cuyo análisis es po~ sible ofrecer algunos comentarios:

-·-La utilización de NaCN solamente es posible donde la presencia de minerales de cob're secundarios y/o metales co~o Ag/ Au .es nula~virtualmente, esdecir donde 'no exis­te peligro de· disolución de. valores, .lo cual podría ocasionar severas pérdidas:.

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-Para ·el tratamiento· de concentrados con alto) .contenido de Ag, Au, cha!Cocita y/o covelita, lo cual es el caso de las prin­cipales minas_ de nuestro·· País, se re<:omien­da la utilización de CN en· la forma de un complejo Na2Zn (CN) 4 --:y ájuste del pH­con soda' o cal dependiendo del tipo de ga-­lena presente, que en algunos casos es sen­sible a los iones Ca++, característicá obser­vada cuando· la galena posee 'un alto conte­nido de Ag, en algúnos casos se. recomienda•

-el empleo de sulfato d€ 'amonio ( ref. 4) o adición por etapas del complejo depresor (ref. Sl.

-En casos extremos y debido al excesi­vo uso de colectores en la obtención del con­centrado ninguno de los métodos anteriores es efectivo haciendo necesario aplicar un la­vado previo del concentrado (desorpción) con Na2S 'y carlYón- activado, 'con posterior eliminación de la fase líquida, este procedi­miento es además aplicable con otros reacti­vos, aun ·;m el caso· de usar depresión de mi­nerales de plomo._ En casos menos severos. la eficiencia de separación pu-ede ser incre­mentada mediante un acondicionamiento pre­vio con ZnSO~, Na2S //o CaO.

En muchos casos y a pesar de la simila­ridad de características mineralógicas de los concentrados y por la naturaleza no estequio­•métrica de algunos compuestos minerales. se obtienen diferentes condiciones a las cuales se logran , óptimos resultádos · metalúrgicos,. una de las variables es el pH a la_ cual debe realizarse la separación con· ~ompuestos de· cianuro, 'en el rango de 8 a ·1,0.5 se encuen: tra el óptimo mayormente, pero es siempre necesario el realizar pruebas experimentales para poder definir_· el rango óptimo inicial para los trabajos en planta.

Es innegable que siempre resulta mas conveniente desde el punto de vista econó­mico el realizar la separación en el lugar· mismo· en que se produce el bulk sin em­bargo en 'algunos casos y por necesidad se ven en la obligación de suministrar un pro­ducto' no ·acabado, para su tratamiento pos-

terior en fundiciones haciendo necesario un • ' l,__j

re-tratamiento de separación,. en estos casos entra en el estudio una variable adicional que es la transformación sufrida po~ el concentra· do desde· su producción hasta llegar ·al·lugar de tratamiento final: oxidación por secado. intenso, absorción de materiales grasos: etc. lo cual . debe ser estudiado detalladamente para lograr así el . procedimiento apropiado para restituirlé .las própiedades originales o mejoradas de flotabilidaa.

Trabajos de optimización réalizaaos con este tipo de muestras fueron llevados a cabÓ ~n n~estros laboratorios de características si­milares a los de la muestra descrita como con­centrado B, ·previa remolienda y activación de los minerales con la adición· de Z-11 'y depresión con CaO, tanto ésta. variable co­mo la adición del complejo fueron evalua-das utilizando un procedimiento exagonal de alc~nce experimental, maximisándose el índice de selectividad, ei c.ual es obtenido de la rela­ción_de recuperaéiones acumulativas de Cu y Pb en el .concentrado de plomo y dividien­do el área. comprendida entre la línea de se­lectividad O y la obt~nida deL triángulo .·for­mado por la línea de selectividad O y la de perfeéta ·separación.

Estos· resultados se muestran· gráficamen­te en la Fig. Nº 9, la ecuación qúe.define el sistema está dada por~

y =. - 1.867 X l + 20.423 X2-_2 _2

-.7.8o7X1 15:.776'X2:

- 4.269XlX2 + .38.166

. Donde y ,el{presa el índice de selectivi­.dad en %, X .1; -el valori de la adición de com­¡plejo del diseiio experimental ( = f (del con­:sümq lbsjTCS) ) y .X 2: el valor de la adición de CaO en. términos· del diseño experimental { = f (cbnsurrio lbs/TCS)) . El consumo de reactivos en librasVTCS está dado por:

x 1 1.44 XI + 2.88

Xi! 1 .20 . X2 + . 2.00

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El óptimo metalúrgico (máximo· índke· de selectividad) ; obtenido por el método de de­terminadas parcialés fué en: NaCN (comple- · . jo NaCN¡/ZnOx ~ 1.575) 2;44 lbs/TCS y CaO = 2.826 lbs/TCS, el máximo solo fué de 45.56% como índice de selectividad sig­nificando' ésto la obt~nción de uno solo de los' productos con grado comercial (concentrado de cobre).

x¡

O,fi751--l--l--41---l---l--+--4--1

Fig. N'? 9 - Efecto de la adición de CaO y complejos expresado en lbs de NaCN/TCS de concentrado determinado a partir de muestra similar a la expresada por las carc­terísticas del conce.ntrado A.

A manera de ilustración a continuación se presentan curvas de ~electividad obtenida tan-· to en muestras frescas como envejeddas· ob­tenidas mediante pruebas a escala de labo~á­torio con el empleo del complejo NaCN/ZnOx (Fig: Nº 10), en este gráfico·se·incluye la curv~ de selectividad del permanganato, .reac­tivo que igual~ente' podría. ser utilizado pa­

. ra la depresÍÓ!J de los minerales de cobre .

7 1 . 2 Permanganatos .

El uso y características de este reactivo " frente a .diferentes minerales ha·sido estudia-

· do principalmente a escala de laboratorio, ha­biéndose demostrado su aplicabilidad en· la separacion Cu-Pb por s'u alto poder depresor sobre los minerales de cobre, chalcopirita principalmente.

r Recup. de Pb en· con c. Pb

.10 ----- -

urva ob Mn04

- Minera enveje e idO

Des •· Cu en conc. Pb%

20 ' 4o 60 o

Fig. N9 1 O -. Curvas de selectividad obteni~ das con la aplicación de NaCN/ZnOx para la separación .Cu-Pb de un concentrado bulk, se incluye curva obtenida c~n permánganato.

Su posible aplicación eri la práctica es de gran interés ya que posee algunas ventajas en comparación con el complejo de NaCN/ ZnOx, sobretodo en que no se produce diso­lución de valores como Au/ Ag y minerales sec.undarios, .por otro lado su aplicación re­quiere de condiciones estrictas . siendo estas excesivamente áíticas, algunaS. de· ellas se. presentan a continuación:·

-Su efecto depresor sobre los ·minerales de cobre es de un corto período de -duración, por ·otro lado altas adiciones de pe~manga­nato retardan la recuperación de plomo, por esta rázón se debe adicionar por etapas.·.

-La eficiencia de separación (selectivi." dad) depende fundamentalmente del pH, el poder depresor sobre [os minerales de cobre_ posee un' óptimo en el rarígo de 6 a 8, mien­tras que la máxima recuperaci'ón· de Pb se obtiené. en. el ra'ngo de 6 a 7. por lo anterior se reco~ienda aplicar este reactivo en el rango de 6 a 7.'

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-La curva de depresión de minerales de cobre presenta un primer máximo a, 0.5 lb~ TCS de concentrado,· esta depresió~ se hace .menos efectiva a mayores adiciones, teniendo su mínimo en 6.0 lbs/TCS, encima. ·de esta dosificación la depresión 'se incrementa -mar­cadamente hasta lograr 92% de depresión de cobre a 20 lbs/TCS y manteniéndose cons­tante luego.

-La temperatura de trabajo debe ser en­tre 1 5 a 309C, a mayores temperaturas se re-activa la flotación de los mine·rales de co­bre.

Por· ilustración en la figura N9 1 O se in­cluye la curva de selectividad obtenida a ese cala de laboratorio con permanganato, por sus características el reactivo permite obte­ner concentrado de plomo de alta calidad, no así los concentrados de cobre, lo cual repre­senta su más importante limitación, sin em­bargo estudios sobre su posible aplicación de­ben ser realizados siempre, paralelamente· a los del empleo de compuestos eón' base a cí¡muro.

La separación Cu-Pb es función directa del envejecimiento de la ~uestra' y. en' el es­t~dio de los reactivos mencionados· su efecto es negativo ya que su reacción·'se vuelve más' lenta, ·siendo. reco~endable realizar los tra­bajos en muestras frescas o de acuerdo .al producto que se. va a tratár. ·

En algunos casos se han obtenido resulta­dos completamente diferentes ¡)or esta razón, a .continuación se presentan por comparación· .el efecto que posee el. acondicionamiento (tiempo·'de. retención) frente a estos con­centrados: fresco y" e,wejecido con el uso de NaCN/ZnOx, en la Ffg;-N9 11 se presentan resultados comparativos. .

Estos resultados son particulares para la muestra problema y no descarta la posibilidad de emplear acondicionamiento eri' .la separa­ción Cu-Pb con. el ·empleo de NaCN/ZnOx cuando el caso así Io reguiera.

·r- ~ecup. •t •. Cu en con c. de Cu-10 o

8

~ ~H estra fl les ca

~

,1 \\ -~ ~ .

6

\, iz-Huestrt en veje~

~ 2

o o

Tiem

. 10

o de Aco d.

20

e ida

r -(min.)

4Q 50

Fig. N"' 11 - Efecto del ti;empo de acondi­. cionamiento obtenido en mlJestras frescas y . envefecidas.·(l día) en la depresión de mi­

nerales de· cobre con NaCN/ZnOx · (20 lbs/ TCS durante separación Cu-Pb.

· 2 . 2 De¡wesi~ d~ Mi~terales de Plomo.

Reactivos con . esta característica son: 502, bi-sulfítos, sulfitos en combinación. con

. sulfato fÉmoso, tiosulfatos, hiposulfitos_ etc., dicromatos y' CaO, ellos poseen algunas ven-

tajas en comparación con el NaCN/ZnOx, so-· bretodo en' lo refere~te a la no disolución de valores:· Su campo de aplicación es restringi­do a aquellos ·que ·poseen una· apropiada rela­ción de peso de minerales a ser flotados/mi­nerales dep·resados

2 . 2 . 1 . S02. Cas

La apliéación detallada de este reactivo se presenta en otro trabajo, sumarizando su pmpiedad depresora incrementa de acuerdo a.l sigui.ete .orden de Jos .. minerales: chalcopiri­ta, sulfoarseniuros de cobre, chalcocita-co'-:e­lita, galena, pirita, marmatita y esfalerita.

Esta característica le da un amplio cam­po de aplicación, inclusive es usado en la se­paración primaria de sulfuros, eliminando en algunos. casos el uso de NaCN/CaO,'en algu­

. nas concen'tradoras es uti(;zado junto cbn al-midón/NaÓH con ·el fin de mejorar su áb- ·

· sorción en la fase. líquida. Con alta temperatura de l_as pulpas su

efectividad es superior y en el caso de los Ílamados concentrados 'st,~cios (ejemplo muestra 8), en las cuales se presenta un excesivo desplazamiento de zh:!J::, es ··posible. obtener primeramente . un dezincado del concentrado, en muestra similar a. la B se ob­tuvieron los siguientes. resultados:

% . Ensayos. %, · * ozs/TCS ·Dstribución, %

Proc;lucto Peso cu: Pb Zn· .Fe ¡¡.·

Ag Cu · Pb .Zn ·Fe Ag --r- -

Coné. Cu-Pb 1 33.5 26 .. 8 TO, 1 8.0 15.8 1 f4.5 51.3 34.1- 15.0 34.6 45.6 Conc. : Cu-Pb 11 24.2 24.8' T4.1 . 9.2 14.7 110.5 34.4 . 34.4 12 .. 4 23.2 3L8 Conc.·_cu-Pb 111 5.7 17.2 19.4 • 16.2 12.2 104.6 5.6 T1.2 . 5.2 4.5 7.1 Con e~ Cu-Pb •'63.4 25.2. 12.5- 9.2 T5.0 112.1 91.2 79:7 32.6 .62.3 84.4 Relave 36.6 4.2 5.5 33.0 15.8 35.9 8.8 20.3 67.4. 37.7. 15.6 TOTAL ·Too, o 17.5 10.0 18.0 T5.3 '84.2 TOO . TOO lOO 100 TOO

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Los resultados muestran que la calidad del bulk original podría ser mejorada· m~­diante la aplicación de este reactivo, logran­do la reducción del desplazamiento de zinc de 18.0 a 9.2% solamente, observar que la alta selectividad mostrada es debida a la re­molienda previa del concerytrado y a pesar de flotarse mas' del 60% d.el peso. del bulk original.

En la separac10n Cu-Pb, el concentra-do Cu-Pb debe ser sometido a absorción de S02 tanto con o sin la aplicación de sulfato fe­rroso,: almidón, la curva de selectividad ob-·_ teniqa. con el procedimi.ento se presenta en la Fig. N" 12.

,-- Recup. Cu (Cene Cu) 10 .

so2

Recup Pb (Conc. Cu)

20 40 60 80'. 100

Fig. N9 12 - Selectividad en separación Cu­Pb; usando SQ y NaHSOS' aplicados al con­centrado Bulk A, nótese la mayor selectivi­dad obtenida· -con la. remolien·da previa del . . concentrado.

2. 2. 2 Bisulfitos, Sulfitos etc.

Estos reactivos ti1:1nen un efecto similar, pero memos 'intenso qu'e el 502, pruebas de laboratorio han demostrado su alfa efectivi­

. dad, por su bajo costo es una 'alternativa qu~ debe ser considerada·.

27

Resultados de su utilización se presentan en la Fig. · N9 12, estos· fueron obtenidos a partir de la muestra· de concentrado A, remo­lido. previamente 'para la obtención de 'super­ficies frescas ya que la muestra_ fué obtenida de un stock de · concentrados - tratados en Fundición.

. Por su débil efecto depresor .Y en el tra­tamiento de concentrados · bulk ·obtenidos con reactivos colectores de ·cadena larga ·a

con cantidades excesivas, -es · comunment~ necesaria la aplicación 'de des~rpción/elimi­nación de los .excesos (incluyendo espuman­tes), por experiencia no es conveniente la utilización de. grandes cantidades de colee­tares en la flotación bulk, ·siendo necesario en estos casos revisar previamente la etapa de flotación· bulk.

Sumarizando, las· propiedades de estos reactivos son:

-Permiten la depresión de los minera­les de plomo, sin embargo también presen-_ tan efecto depresor sobre los ·.de zinc, por lo qúe la asociación de estos mineral1:1s debe ser claramente definida.

-Con· la presencia de minerales de cn­bre ·secundario la precisión de sep~ración es afectada ligeramente. por la· disol'ución d~­cob_re producida, -siendo estos iones absorbidos 'por fa:· galena fo cual· impide la deP.resión.

Este efecto· negativo sería contrarresta­do con la apfi'catión de' temperatura y de ser necesaria la adición de! S,. con lo· cual ·se lo­_gran precipitar. los iones cobre. en la forma de CuS.

-El acondicionamiento reque.rido es c~­si cero, y la adición por etap¡¡s- igualmente conveniente, en. el caso de "la. prese.ncia: de minerales secundarios y -élependiendo de-l;; proporción existente el tiempo de ·acóndido­namiento debe ser evaluado cuidadosamente.

-El. reemplazo de Na por ~n es nece­sario cuando 'se tiene afta conc.éntración de minerales secundarios.

2 . 2 . 3 Dic;romatO$

Sus propiedades oxidantes son similares a las mostradas por los re¡¡ctivos anteriores, excepto qué presenta uri menor poder de­presor para los minerales de zinc en compa· ración· con el bisulfito,

En· algunas concentradoras se le utiliza . junto ·con el R-61 O u otra~ dextrinas lo cual incrementa su poder depresor sobr!:l los rni· nerales de piorno.

Resultados obtenidos en la . práctica se presentan en la Fig. N<? 1 3 :donde se mues­tra· claramente que la eficiencia de sepa"ra" ción · Cu-Pb es afectada por la calidad del bulk tratado, cuando ef desplazamiento de Zn y Fe al bulk es mayor s.e reduce la efi­ciencia de separación, posiblemente -debido ;:¡l mayor nivel de adición _de colectores, pre­sencia de sales solubles yi/o reducción de depresores.

20 o so 100 Recup. Pb { Conc.Cu l

Fig. N<? 13 - Selectividéld obtenida con el uso de N~2Cr20r en ·concentrado Bulk de Centromin . Perú pudiéndose apreciar el efec­to 'de la caiLd<!d del· conc. originé! l.

28

3- CONSIDERACIONES ADICIONALES

Hasta el momento nos ·hernos referido a las propiedades individuales de los minerales y algunos de los procesos, restando aquellas propias de los sistemas de flotación:

DEmsidad de pulpa.

Velocidad . de agitación . en las celdélS y su relación éon el efecto de tamaño de partícula.

Tiempos de Acondicionamiento etc.

Para la obtención de un sistema eficien-. te de depresión es necesario optimizar el va­lor de estas variables, sus efectos son alta-1]1ente significantes y su conocimient? nece-. sario para poseer un "control" del proceso, el. efecto de. la adición de agua eri· un pro­ce~o .de separación Cu-Pb con NaCN/ZnOx se present¡¡ en la Fg. N9 1"4.

. . . . A<\iqió lJ~O ·en

1.0 '1.5 z.o. }.O

Fig. N<? 14 Efecto de .la adición de ;:¡gua en la separ-aciól! Cu-Pb eón NaCN/ZnOx.

Esto debe ser realizado en cada fase de la investigación, en el caso de resultados a· escala piloto y planta es posible emplear téc-nicas ·de múltiples regresión. ·

. . La necesidad de· realizar este tipo de es­tudio está basada en . el efecto marcado que tiene el tamaño de partícula en la. eficiencia de los procesos de coT)centración por flota­ción, estas características se p"resentan en la Fi". N9 15, para -los casos del uso de NaCN¡/ Znüx y NazCr 2Ü7.,.

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8

6

4

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Recl!P. en conc_Pb·J~ (NaCN/z,ox

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(naCll/ nOx)

Recu • e (Na2

C 2°7)

1< ' ~

1\ l}. epl. juCH ~ v ¡.:.:.-

~ maño .eC.io de pa r {cu a

Fig. N~ 1 S - Efecto .del tamaño de partícula en la eficiencia. de sepáración Cu-Pb usándo Na2Cr 20r y NaCN/ZnOx.

Como se 'podrá apreciar, en el caso de la separación con· dicromato, el efecto de tama­ño de partícula es mucho-más crítico, presen­tandb un ópti.mo eritré 4o a 6o A. este efec­-to es el producto combinado de las caracterís­ticas del mineral y del ·proceso, . debiéndose estudiar eñ cada caso. ·

29

OPTIMIZACION ECONOMICA DEL PROCESO

Por la naturaleza variable de todos los factores que se incluyen en el negocio mine­ro es necesario mantener un control por lo menos anual sobre el óptimo económico del sistema, para lo cual se establece un modelo matemático. empírico de la· etap.a -de flo!a_:-­ción donde ;e realiza la separación clel con­centrado bulk en los' dos concentrados .de Cu y Pb.

El modelo deberá tener como objetivo bá­sico representar la ·realidad operativa de la etapa de separación, tan fielmente como sea posible, para luego .simular el desempeño de · esta etapa bajo diversas políticas operativas y poder así determinar'/seleccion'aJ: la óptima que nos·. reportará la máxima contribución económica.

En- el casó de una de nuestras concentra­doras se esc'ogió co~o estimador de las polí­-ticas operativas de la separación a la recupe­ración dé- plomo en el concentrado de cobre. Esto es,· todos los estimadores mat~máticos. de recuperación. ensayes y pesos ele concen­tra_dos fuE!ron expresados en función de ·di­cha variable.·

Con este procedimiento se determinó· que las recuperaciones ·de cobre,· zinc, plata Y· fierro seguían una función de la forma pre­sentada en la Fig .. N9 .16: Esta función teó­ricamente p;¡sa por los puntos (0, 0) y HOO, 1 OOJ .. Luego es posible obtener estimadores polin6micos de_- dici-Ja función, ajustando los datos · observadQs. con ·el . procedimiento de

!mínimos cuadrados.

La ley del-plomo en el· concentrado de co­bre se· estimó en forma similar, con la va­riante que .dicha ley se hizo en función de l<l recuperación del . plomo como variable y pa~

ramétricamehte de la ley de· cabeza (Ver Fig. N'? 17l. .

Los pesos de·. concentrados prÓducidos fueron determinados con un estimador poli­nómicó de mínimO:s cuadrados tal ·como se muestra en la Fig. 1,8, nuevamente es posf­

·ble apredar que esta es función. del conten(­.do de Pb en el bulk, por simplificación el pro­~edimie~to utilizado fué considerado suficien­te 'sin embargo se considera más conveniente ~1 ·usar múltiple regresión con lo que se ob­tendría una relación más precisa.

El modelo. básico. fué luego. estructurado en base a ún balar1ce del circuito de separa­ción, determinándose en base a una sola va­riable: recuperación de plomo en el concen··

.trado de cobre. Una· vez determinado el modelo de simu­

lación, la siguiente etapa fué calcular la uti-

.

· .--llceupcradó~ •¡, Cu

'"rTtl::J~q.=j==r-1 oor--1~·~"~''~·~~,~·;+~7·:~;:~~~~-;::_;·:,'_.;'_'·_··+··_·._:._··.r··--~--;---i v:-· .. : .. ·. .. r-~~-+---+~-r--,_--t-~~~~-+--~ w~H-~+-~-+~4-~~

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10 20 lO ü ~ 60 ro 10 !O 1~ ~·~upuoei~n •J. pb

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7.1t·ICI-O ·-. • IO,i) ·12.~ • --a

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f!•cuptro ·tOn "lo Pilo

Fig. Nq f1 ,__ Relación _empírica entre la recuperación de._plomo en el concentrado de cobre (d~spJazam.iento) y el porcentaje. de :plomo \ley) en el cóncentrado de cobre, para dife­rentes contenidos de olomo en el bulk.

lidad adicional .por TCS de -concentrado buÍk, dado. por. la contribución adicional de la su­ma conce.ntrado de cob;e más la del concen­trac!d de plomo, para· este fin .se utilizan los té~minos de los contratos de venta de los con-­centrpdos (Smelters Performance): qbte­niéndose la siguiente función;

Util. por TCS de - } ( Re~up. de Plomo) Conc. bulk

La política óptima. de operac10n fué ob­tenida haciendo uso de procedimientos de

30

optimizacón univariable ('.'Gol den" y "Fibo­nacci'') . El modelo total fué programado en· lenguaje. Fortran y procesado en una compu­tadora 1 BMV'360.

Los resultados obtenidos se. muestran gráficamente en la. Fig. N'?, 19, la cual nos muestra que el óptimo económico se encuen­

-tra en el rango de 12 a 17% de recuperacón de plomo en concentrado de cobre, es decir que definitivamente es más conveniente pro­ducir . concentrado de cobre ' más 1 i m pi os en el caso del. estudio.

Fig. N" 18 - Relación empírica er:~tre la recuperación de plomo en concentrado. de plomo y el porcentaje: en peso 4e co~centrádo de Pb proc(ucido, 'apreciándbse el efect~ de .la ley de plomo en el concentrado_ bulk originaL

r-- Utltitla·d por TCS de Cor.c Bulk 7 '

. Utilid f.¡d dada 1 o r con e:. Cuc.Pb / 1

no.r con .e u Util' dad aod

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/ ·GRAFICO N° 19- Utílid_ad por T.e.s. dé coné.bulk aá;

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d!> por ccmc. Cu, Pb, Bu lk ,_como ..

\ uno .fun·ción de la recuperación .

. de Pb en et·conc. cu: -

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~aad - P Por e 01 ."1:. p¡., 1

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10 20 30 40 so 60 10 80 . -9 o 100 Recupera~ión- "/.. P.b

31

CONCLUSIONES

Con la aplicación de procedimientos sis­tematizados es . posible obtener soluciones económicamente factibles para aplicación de separación Cu-Pb, dada la importancia. de su aplicación en la obtención. de· .productos de fácil comercialización es necesario incluir estudios mineralógicos detallados, de otra forma se podría finalizar con uno dt;! los pro­ductos de difícil aceptación, sujeto a seve­ras penalizaciones, lo anterior complementa­do con el conocimiento de las propiedades de los procesos de separación (reactivos) nos lleva·rá a- una m'ejor utilización de nuestros recursos.

Las var.iaciones en precios de los mine­rales y de los costos de operación hacen nece­sario el mantener continuamente sistemas. de optimización económica definiendo las lla­madas políticas de operación:

AGRADECIMIENTO

Se deja constancia de nuestro agradecimiento a Centromin-Perú ·por habernos proporcionado la· ayuda necesaria y aprobación respectiva para ·la presenta-ción de este trabajo. ·

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REFERENCIAS

(i) .JONES, M. P. y FLEMING, M. (1965): "ldantifí· cation of Mineral Gralns'"'', Elsevier Publishing Company.

(2) · McQUINSTON, F. W. (1957): "Fiotation of Com­plex Copper-Lead-Zinc Ores", Progress in Mi­neral Dressing - Congreso de Estocolmo ·

(3) RAUSH, D. y MARIACHER, B.: "AIME Wor'ld Sym­posium on Mining and Metallurgy of Lead & Zinc", Volume l.

(4) VENTER, W. J. C. {Abril 1973): "Concentration and. Separation of Cu-Pb Ore", Society of Mining Engineers.

(5) BAKINOV ·K. G. y otros (1964): "New Methods of Sulfide Concentrate Upgrading", VIl Congre­so Internacional de Procesamie.nio de ·Minera·· les, Volumen l.

(6) ESCALERA, S. y BHAPPU, R. (1970): "Selectiva Flotation of Molybdenite from Chalcopyrite Con·· centrales by· Poiassiun Permanganate", Circular 106 - state Bureau of Mines and Mineral Re .. · sources - New Mexico 'lnstitute. of Mining and Technology.